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如何确定指定值的标准不确定度?

【摘要】:根据GB/T 28043—2011,当时,指定值的不确定度可忽略,并可不包含在能力验证结果中。例3-3给出了两种常见的由参加者公议确定指定值的不确定度示例。作为估计,指定值的标准不确定度可由确定。由此证明,当指定值由若干个实验室测试结果的算术平均值确定时,当实验室数目≥11个,则成立,即指定值的不确定度可忽略。

在能力验证活动中,指定值的确定是一个非常重要的环节[8]。根据《GB/T 28043—2011利用实验室间比对进行能力验证的统计方法》[9],指定值的定义如下:

指定值(assigned value)——对于给定目的具有适当不确定度的赋予特定量的值,有时该值是约定采用的。

指定值(X)的确定有多种方法,常用的方法包括[10]

(1)已知值 根据特定能力验证物品配方(如制造或稀释)确定的结果。

(2)有证参考值 根据定义的检测或测量方法确定(针对定量检测)。

(3)参考值 根据对能力验证物品和可溯源到国家标准或国际标准的标准物质/标准样品或参考标准的并行分析、测量或比对来确定。

(4)由专家实验室确定的公议值 专家实验室(某些情况下可能是参考实验室)应当具有可证实的测定被测量的能力,并使用已确认的、有较高准确度的方法,且该方法与常用方法有可比性。

(5)由参加者确定的公议值 使用GB/T 28043和IUPAC国际协议等给出的统计方法,并考虑离群值的影响。例如,以参加者结果的稳健平均值、中位值(也称为中位数)等作为指定值。

在上述五种常用确定指定值的方法中,前四种方法(已知值、有证参考值、参考值、由专家实验室确定的公议值)所确定的指定值均可以在能力验证样品发放之前确定,而最后一种指定值确定方法(由参加者确定的公议值)需要收回所有参加者的测定结果之后经过统计计算才能完成。

目前,最常用的指定值的确定方法是根据参加者反馈的测定结果确定[11]。但在使用由参加者确定的公议值确定指定值时,除了需要考虑离群值的影响之外,还需要注意以下两点。

(1)数据分布 应确保该指定值正确和事先对数据的分布状态进行检验。当所有结果已被输入并经过检查时(必要时可经过变换),然后制作显示结果分布的数据直方图,以检验正态性假设。只有近似正态分布的数据(具有单一峰、对称图形)方可适用统计方法进行数据分析,否则,统计分析可能无效。当直方图出现两组有差异的结果(即双峰分布)时,需对此种情况进行分析并查找原因,若是由于两种不同的检测方法所引起,应对两种方法的数据进行分离,然后对每一种方法的数据分别进行统计分析。

(2)不确定度 当指定值的标准不确定度uX远大于能力验证中使用的能力评定标准差时,会存在一种风险,即某些实验室将会因为指定值不准确而导致结果可疑或不满意,而不是因为实验室内部的任何原因。根据GB/T 28043—2011,当时,指定值的不确定度可忽略,并可不包含在能力验证结果中。否则,应选择另一种确定指定值的方法,使指定值的不确定度满足;在能力验证的结果解释中使用指定的不确定度;通知能力验证的参加者,指定值的不确定不可忽略。

需要说明的是,如果指定值由参加者公议确定,指定值的不确定度往往与参加者(实验室)数目有关,参加者越多,由参加者公议确定指定值的标准不确定度越小,当参加者达到一定数目后,指定值的标准不确定度往往可以忽略。

例3-3给出了两种常见的由参加者公议确定指定值的不确定度示例。

【例3-3】 由参加者公议确定指定值的不确定度示例

示例1:当指定值X由11个实验室测试结果的算术平均值确定时,能力评定标准差为这11个结果的标准差s,即。作为估计,指定值的标准不确定度可由确定。

由此证明,当指定值由若干个实验室测试结果的算术平均值确定时,当实验室数目≥11个,则成立,即指定值的不确定度可忽略。

示例2:当指定值X由18个实验室测试结果的稳健平均值(按照稳健分析:算法A[12])确定时,指定值X的标准不确定度由下式估计:

式中 uX——指定值X的标准不确定度;

s——由参加者结果得到的稳健标准差;

p——参加者数目。

能力评定标准差为18个结果按照稳健分析算法A所获得的稳健标准差(s),即。作为估计,根据式(3-15),指定值的标准不确定度可由确定。

由此证明,当指定值由若干个实验室测试结果的稳健平均值(按照算法A)确定时,当实验室数目大于等于18个,则成立,即指定值的不确定度可忽略。